頁巖氣鉆井完井技術(shù)調(diào)研-文庫吧資料
2024-11-16 17:42本頁面
【正文】 構(gòu)和膨脹封隔器，適用于水平裸眼井段限流壓裂，一趟管柱即可完成固井和分段壓裂施工。該工藝?yán)?柏奴利（ Bernouli）原理 ，從工具噴嘴噴射出的高速流體可射穿套管 和巖石，達(dá)到射孔的目的。組合式橋塞完井是在套管井中，用組合式橋塞分隔各段，分別進(jìn)行射孔或壓裂，這是頁巖氣水平井最常用的完井方法，但因需要在施工中射孔、坐封橋 塞、鉆橋塞，也是最耗時(shí)的一種方法。主要由于頁巖氣大部分以吸附態(tài)賦存在頁巖中，而其儲(chǔ)層滲透率低，既要通過完井技術(shù)提高其滲透率，又要避免地層損害是施工的關(guān)鍵，直接關(guān)系到頁巖氣的采收率，因此在完井方式方面有特殊技術(shù)。 另外， 針對(duì)在大段泥頁巖中鉆大位移井所面臨的井壁穩(wěn)定問題，鉆井液應(yīng)采取以下措施：合適的密度 — 平衡地層壓力和孔隙壓力 ； 良好的封堵性能 — 減少濾液侵入地層的深度 ； 強(qiáng)抑制性能 —— 防止泥頁巖水化分散和硬脆性剝落 ； 適當(dāng) 的活度 — 濾液活度于地層流體活度相當(dāng) 。 PFMOM油基鉆井液： 乳化后的小水滴界面具有半透膜效應(yīng)，通過控制活度平衡，使水相不會(huì)滲入到頁巖層； 良好的潤滑性； 良好的穩(wěn)定性，保證長期鉆井作業(yè)的安全。最好的實(shí)踐是使用 9 低流速攜屑劑。 圖 6 鉆桿旋轉(zhuǎn)速度對(duì)井眼凈化程度的影響 泥漿流速是對(duì)井眼凈化的第二個(gè)重要影響因素 。 有關(guān) 學(xué)者認(rèn)為 ，在高斜井中 ， 鉆桿旋轉(zhuǎn)是影響井眼凈化最主要的因素。對(duì)楊氏模量較高的頁巖地層來說，需要使用 PDC鉆頭，而由此所留下大鉆屑需要及時(shí)清洗。在水平鉆進(jìn)中，井眼凈化對(duì)于減少扭矩和阻力、提高機(jī)械鉆速、保持井身完整和減小被卡鉆柱的風(fēng)險(xiǎn)是很重要的。 水力特性和井眼凈化能力 水力特性和井眼凈化 能力 是 水平井鉆井 的一個(gè)重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。這在鉆進(jìn)中硬頁巖層時(shí)尤其要注意，在鉆進(jìn)中硬頁巖層應(yīng)使用盡可能低的密度。對(duì)于采用欠平衡技術(shù)來施工的井來說，在關(guān)注巖石穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，如何采用合適的負(fù)壓程度來進(jìn)行鉆進(jìn)，是未來發(fā)展的一個(gè)方向。在開采時(shí) ，鉆屑分析是必須 8 的，用于確定粘土地質(zhì)化學(xué)性，并由此確定恰當(dāng)?shù)你@井液設(shè)計(jì)。 摩阻扭矩分析 摩阻扭矩對(duì)水平井施工具有重要的影響，尤其對(duì)于大位移井而言，因其具有水平位移長、井斜角大以及裸眼穩(wěn)斜段長的特點(diǎn)，鉆井過程中存在軌跡控制難度大、拖壓現(xiàn)象嚴(yán)重、井眼清潔要求高、井壁穩(wěn)定難度大、長裸眼段下套管作業(yè)困難等技術(shù)難點(diǎn)，而摩阻扭矩是大位移井眼長度延伸的最主要制約因素，開展摩阻扭矩技術(shù)研究，在定向井和水平井的設(shè)計(jì)、施工階段都具有十分重要的意義。 井身設(shè)計(jì) 在采用水平井 方式 對(duì)頁巖氣進(jìn)行鉆探的過程中，井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)至關(guān)重要 。 （ 4）減少了地面設(shè)施，開采延伸范圍大，避免地面不利條件的干擾。 （ 3）在直井收效甚微地區(qū)，水平井開采效果良好。 （ 2）水平井與頁巖層中裂縫 (主要為垂直裂縫 )相交機(jī)會(huì)大，明顯改善儲(chǔ)層流體流動(dòng)狀況。直井主要目的用于試驗(yàn)，了解頁巖氣藏特性，獲得鉆井、壓裂和投產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，并優(yōu)化水平井鉆井方案，水平井主要用于生產(chǎn) ，其優(yōu)勢(shì)在于： 7 （ 1）水平井鉆井成 本為直井的 ～ ，但初始開采速度、控制儲(chǔ)量和最終評(píng)價(jià)可采儲(chǔ)量卻是直井 3～ 4倍。 頁巖氣的這種儲(chǔ)集方式?jīng)Q定了頁巖氣的開采要以增大或延伸孔隙和裂縫為主要手段，以擴(kuò)大頁巖氣的流通空間面積和通道。如前文所述，頁巖氣在成藏條件、運(yùn)移規(guī)律以及保存地質(zhì)特征等方面具有與其他油氣藏不同的地方，這些不同點(diǎn)也就同時(shí)決定了頁巖氣開采過 程中的技術(shù)思路 及技術(shù) 難題所在。 隨著勘探開發(fā)技術(shù)的發(fā)展 中國對(duì)頁巖氣的勘探開發(fā)研究也在逐步展開。 根據(jù)地質(zhì)背景，可將我國的頁巖氣發(fā)育區(qū)大致劃分為四大區(qū)域，即：南方、中東部（華北 東北）、西北及青藏等四大地區(qū)（圖 1）。國外頁巖氣勘探開發(fā)正處于發(fā)展階段。 2020年，美國頁巖氣產(chǎn)量占其天然氣總產(chǎn)量的 %， 至 2020年 美國有頁巖氣井 4259口，年產(chǎn)量已躍升至（ 168～ 204） 108 m3。從 1980年開始，美國天然氣研究所開始對(duì)東部頁巖氣進(jìn)行系統(tǒng)研究 ，主要目的是摸清頁巖氣分布規(guī)律并進(jìn)行資源潛力評(píng)價(jià) , 不斷地發(fā)現(xiàn)新的頁巖氣田并進(jìn)一步提高頁巖氣產(chǎn)量、儲(chǔ)量，隨后的頁巖氣勘探和研究迅速向其他地區(qū)擴(kuò)展 ,頁巖氣研究全面開展。 是目前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下天然氣工業(yè)化勘探開發(fā)的重要領(lǐng)域和目標(biāo)。產(chǎn)氣頁巖基質(zhì)孔隙一般大于 4％，有效含氣孔隙一般大于 2％，基質(zhì)滲透率一般大于 1 106md。而生物成因型頁巖氣藏則相反，越是斷裂發(fā)育的地方，地層水越活躍，而甲烷菌的生理活動(dòng)也越積極， 形成的氣量越大。硅質(zhì)含量越高 ， 頁巖脆性越大，越有利于形成裂縫，改善儲(chǔ)層滲透率。在頁巖中，頁巖氣吸附狀態(tài)主要以物理吸附方
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